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關(guān)鍵詞:建筑通風(fēng) 空調(diào)安裝 施工質(zhì)量
對于建筑工程的通風(fēng)技術(shù)和空調(diào)安裝技術(shù)的應(yīng)用,在施工前期一定要做好相應(yīng)的施工準(zhǔn)備,在施工中嚴(yán)格注意施工工序和施工方法。同時,在施工的后期,完成驗收和檢驗等工作時,一定要認(rèn)真仔細(xì),避免出現(xiàn)其他差錯。
1、建筑通風(fēng)與空調(diào)安裝施工的前期準(zhǔn)備工作
在建筑通風(fēng)和空調(diào)安裝前期,應(yīng)將施工前的準(zhǔn)備工作做好。例如,對建筑設(shè)計的圖紙和圖紙的審核等工作,以及準(zhǔn)備好施工的材料和施工作業(yè)的設(shè)備等。還應(yīng)提前進(jìn)行技術(shù)交底工作,使施工人員保證在施工操作中能夠用正確和科學(xué)的施工技術(shù)操作。同時,對施工進(jìn)行檢測和審核等環(huán)節(jié)時,應(yīng)保證施工的正常進(jìn)度,減少施工中的質(zhì)量問題和安全問題的發(fā)生率。具體應(yīng)注意幾點要求:
首先,建筑通風(fēng)與空調(diào)安裝工程施工時,應(yīng)保證施工的系統(tǒng)圖與施工的平面圖是一致的,并且符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,避免出現(xiàn)誤差。其次,應(yīng)注意對施工的設(shè)備檢查工作,尤其是對于預(yù)埋件等位置有沒有按照規(guī)定的設(shè)計要求進(jìn)行安全設(shè)置。此外,還要注意在施工中的預(yù)留孔洞以及位置有沒有按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和尺寸進(jìn)行設(shè)計,其標(biāo)高的距離以及離墻距離有沒有和設(shè)計圖紙相對應(yīng)。對于隔墻的坐標(biāo)一定要保證精確的位置,從而使通風(fēng)以及通風(fēng)平面的設(shè)計和布置合理。
在施工的前期階段,對于施工圖紙應(yīng)加強分析和審核。依據(jù)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)對圖紙要求進(jìn)行檢查,然后按照圖紙要求進(jìn)行施工。在施工中,應(yīng)嚴(yán)格遵循圖紙規(guī)劃的標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)值,在圖紙的設(shè)計沒有失誤以及沒有差錯的情況下,再按照施工圖紙施工,并確定施工的方案。
2、建筑通風(fēng)和空調(diào)安裝工程施工質(zhì)量的控制要點分析
在建筑通風(fēng)和空調(diào)安裝工程時,要提高施工技術(shù)并保證施工的質(zhì)量。加強對施工人員的施工質(zhì)量管理,嚴(yán)格督導(dǎo)按照施工方案進(jìn)行施工。首先,應(yīng)保證施工中的風(fēng)管系統(tǒng)的安裝具有較好的質(zhì)量。應(yīng)按照設(shè)計規(guī)定的圖紙要求,確定好預(yù)埋風(fēng)管的位置,尤其是風(fēng)管托架吊桿的位置應(yīng)保證精確無誤。然后根據(jù)不同的負(fù)荷要求,來選擇不同的膨脹螺栓進(jìn)行固定好,一般應(yīng)將其設(shè)置在保溫層外部,且要保證保溫層不受到損傷。這時,一般可以采用隔熱材料,利用托架橫擔(dān)以及風(fēng)管底部做一墊隔。此外,若避免兩者出現(xiàn)接觸,可以將吊桿以及風(fēng)管兩側(cè)各自離開保溫層相同的距離。對于墊片,一定要保證厚度適當(dāng)。安裝好風(fēng)管之后,應(yīng)檢查一下水平度,一般偏差不應(yīng)超過3mm,且總偏差應(yīng)在20m以下。然后,再進(jìn)行防火閥溫度熔斷器的安裝工作,應(yīng)加強對閥門的檢查,確定沒有質(zhì)量問題之后,再進(jìn)行安裝。要保證每個房間在安裝風(fēng)口的數(shù)量應(yīng)保持一致,避免出現(xiàn)誤差的情況下,可以采用拉線拉平的方式,使得風(fēng)口標(biāo)高一致,間距比較穩(wěn)定和勻稱。
其次,應(yīng)加強對通風(fēng)和空調(diào)設(shè)備的安裝質(zhì)量。在進(jìn)行安裝風(fēng)機支架時,一定要采用統(tǒng)一減震器進(jìn)行安裝,避免應(yīng)用不統(tǒng)一、不正規(guī)的沒有減震作用的減震器。在選擇減震器時,要注意選擇功能良好、規(guī)格相同,并具有相同高度的減震器。同時,在減震器的布置上,應(yīng)按照施工要求和施工的設(shè)計圖紙進(jìn)行,避免不規(guī)則設(shè)置。要保證減震器的受力均勻。減震器在安裝的前期,應(yīng)對其安裝地點做一重點檢查,主要檢查安裝地點的平整度和水泥砂漿的磨平度,如果有不平整的情況出現(xiàn),應(yīng)保證誤差應(yīng)小于2mm。同時在安裝高效過濾器的過程中,要保證外框箭頭以及氣流方向相一致,且控制好誤差的范圍小于1mm。
此外,要加強注意對空調(diào)水系統(tǒng)中的管道安裝質(zhì)量。要注意選擇電動調(diào)節(jié)閥時,不宜采用低進(jìn)高出的方式,避免出現(xiàn)閥芯松動的情況,從而無法讓水流出水。應(yīng)按照閥體上箭頭指示,進(jìn)行相應(yīng)的操作,使得調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠正常運行。在風(fēng)機盤管安裝以及對于冷水、熱水支管的安裝時,可以適用軟連接或者利用半硬連接的方式。這種方式能夠避免管道的斷裂或者出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。對于坡度的調(diào)解,應(yīng)排向排水口,使得水流往標(biāo)識方向暢通。還要注意到,凝結(jié)水管不可與衛(wèi)生間下水道相連接。
在建筑通風(fēng)與空調(diào)安裝施工時,其控制的質(zhì)量要點還有防腐以及絕熱施工方面。應(yīng)做好防腐工作和防銹施工。一般要采用油漆方式進(jìn)行涂刷施工,不過在調(diào)和油漆過程中,一定要注意油漆的稠度要適中,使用兩次涂刷。應(yīng)在第一次涂刷完畢后油漆干后,再進(jìn)行二次涂刷工作,避免出現(xiàn)油漆脫落等情況發(fā)生。還要做好絕熱工作,運用科學(xué)的保溫材料進(jìn)行絕熱,選擇合適的膠結(jié)劑,使風(fēng)管以及管道粘接。
3、對建筑通風(fēng)與空調(diào)安裝工程施工的質(zhì)量檢查
在建筑工程的通風(fēng)與空調(diào)安裝完畢之后,就要進(jìn)行系統(tǒng)的檢查和調(diào)試工作。施工人員以及安裝人員應(yīng)充分做好相關(guān)準(zhǔn)備工作,并隨時上報。調(diào)試人員要根據(jù)上報的內(nèi)容和資料進(jìn)行調(diào)試,一般在調(diào)試前做好檢查工作和測試工作。
首先,對于檢查工作要在施工完畢后進(jìn)行現(xiàn)場檢查,保證現(xiàn)場干凈無雜物,主要環(huán)境,對有關(guān)設(shè)備進(jìn)行必要的清潔工作。再對設(shè)備以及管道進(jìn)行檢查,對外觀和設(shè)備檢查有無損壞。并檢查閥門安裝是否正確,以及方向有無相反,也要對電氣箱盤的接線進(jìn)行詳細(xì)的檢查。然后,在對施工設(shè)備進(jìn)行檢查,對空調(diào)器以及通風(fēng)管道檢查工作,保證清潔無雜物,不允許設(shè)備內(nèi)有異物或者污漬等情況。還要對設(shè)備添加一定量的油,保證設(shè)備的正常運行。
對于工程的測試過程中,要將風(fēng)量調(diào)節(jié)正常,并保證防火閥的工作運行良好,使排煙閥運行無礙。然后,再對送風(fēng)口以及回風(fēng)口做測試,保證葉片運行正常,以及閥門也正常。對管道的密封檢查,必須引起重視。要對管道進(jìn)行檢查前,應(yīng)先對氣壓做出測試工作,使得系統(tǒng)具有較好的嚴(yán)密性。要保證電氣控制系統(tǒng)的運行正常,同時在自動調(diào)節(jié)情況下沒有出現(xiàn)其他的異常情況。現(xiàn)場施工基本結(jié)束后, 還應(yīng)做好后期質(zhì)量控制, 對所有制冷機, 風(fēng)機盤管, 送、回風(fēng)口等設(shè)施在竣工前作全面的清理,保證表現(xiàn)整潔,各風(fēng)機盤管,送、回風(fēng)口的名稱、編號、規(guī)格等標(biāo)記齊全、清晰。檢查施工單位風(fēng)管漏風(fēng)檢測試驗、冷凍水管道壓力試驗, 制冷系統(tǒng)氣密性試驗等試驗項目的測試以及測試報告的填寫是否符合要求, 督促施工單位對所有隱蔽工程檢查的隱檢單, 各種技術(shù)資料、合格證書, 質(zhì)量保證書、各類設(shè)備、材料的測試報告等資料整理匯報, 并裝訂成冊; 督促施工單位根據(jù)工程施工情況編制完整的工程竣工圖, 整理匯總, 裝訂成冊, 作為工程驗收的依據(jù)和業(yè)主今后維修的原始資料。
4、結(jié)語
建筑通風(fēng)和空調(diào)安裝工程施工是一項重要的施工,在具體的施工中,一定要加強施工技術(shù)的操作和要求,保證施工質(zhì)量。本文從幾個方面對安裝工程做了詳細(xì)的分析,主要從質(zhì)量控制的要點方面觸犯,做一簡要論述,在實踐中還有待于進(jìn)一步的研究和分析。
參考文獻(xiàn)
[1]劉冰.建筑空調(diào)安裝施工技術(shù)分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品2010(19)
設(shè)計業(yè)突飛猛進(jìn) 制造封裝穩(wěn)步增長
從統(tǒng)計數(shù)據(jù)看,上半年國內(nèi)集成電路全行業(yè)共實現(xiàn)銷售收入307.87億元,與2008年上半年的236.54億元相比,增長30.2%,其增幅與2008年上半年的57.5%相比有明顯回落。
在產(chǎn)量方面,1-6月份國內(nèi)集成電路總產(chǎn)量累計為110.19億塊,比2008上半年的94.19億塊增長17%,也大大低于去年同期54.7%的增長水平。
從2008年上半年國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)各行業(yè)的發(fā)展情況看,IC設(shè)計業(yè)的發(fā)展最為引人注目,珠海炬力、中星微電子、同方微電子等一批新興設(shè)計公司正在快速成長,其銷售收入正成倍增長。與此同時,中國華大、杭州士蘭、華虹集成電路等國內(nèi)老牌設(shè)計公司也保持了穩(wěn)定增長的發(fā)展勢頭。在此帶動下,上半年國內(nèi)集成電路設(shè)計業(yè)規(guī)模繼續(xù)快速擴大。1-6月份設(shè)計行業(yè)共實現(xiàn)銷售收入51.47億元,與2008上半年的32.7億元相比,同比增幅達(dá)到57.4%。
與集成電路設(shè)計行業(yè)的快速發(fā)展不同,上半年國內(nèi)芯片制造行業(yè)的發(fā)展明顯趨緩。1-6月份芯片制造行業(yè)共實現(xiàn)銷售收入105.14億元,其35.4%的同比增幅與2008年同期高達(dá)182.4%的增幅相比有較大的回落。這一方面是受全球半導(dǎo)體市場不景氣導(dǎo)致國際Foundry訂單減少、價格下跌的影響;另一方面也是由于過去幾年國內(nèi)芯片制造行業(yè)產(chǎn)能擴充在2008年得到集中釋放,新的產(chǎn)能擴張計劃尚未展開的原因。
在封裝測試業(yè)方面,近幾年國內(nèi)封裝測試企業(yè)一直保持了平穩(wěn)增長的勢頭,即便是在今年上半年國際市場疲軟的環(huán)境下依舊保持了這一勢頭。1-6月份國內(nèi)封裝測試行業(yè)共實現(xiàn)銷售收入151.26億元,同比增長19.9%,與去年同期基本持平。
由于各行業(yè)發(fā)展速度的不同,三大行業(yè)在整體集成電路產(chǎn)業(yè)中所占份額繼續(xù)隨之改變,其總的趨勢依舊是封裝測試業(yè)所占的比重逐步減小,設(shè)計和芯片制造所占比重逐步增大。2008年上半年,設(shè)計業(yè)在集成電路產(chǎn)業(yè)中所占的比重達(dá)到16.7%,比2008年上半年10.1%的份額擴大了6.6個百分點,芯片制造業(yè)所占比重也由2008年上半年的31.2%擴大到34.2%,而封裝測試業(yè)所占比重則由2008年上半年的58.7%下降到49.1%。
華東帶動作用減弱
華北華南增長平穩(wěn)
從華北、華東以及華南這三大國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)集中分布區(qū)域的生產(chǎn)情況看,以上海、江蘇和浙江為核心的華東地區(qū),其新增芯片生產(chǎn)線產(chǎn)能已經(jīng)逐漸釋放,芯片制造業(yè)對該地區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)整體的帶動作用開始減弱,2008年上半年該地區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)銷售規(guī)模的同比增長率由2008年同期的75.5%回落到29%,銷售收入為225.49億元,其在全國集成電路產(chǎn)業(yè)中所占份額為73.2%。
作為目前國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)相對集中的區(qū)域之一,華北地區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)增勢平穩(wěn),2008上半年該地區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)共實現(xiàn)銷售收入67.07億元,同比增長28.6%,在全國集成電路產(chǎn)業(yè)總銷售規(guī)模中所占份額為21.8%。
關(guān)鍵詞:微電子技術(shù)專業(yè);集成電路;實驗室建設(shè);
作者:陳偉元
0引言
以集成電路為主的微電子產(chǎn)業(yè)是現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和核心[1],它對經(jīng)濟建設(shè)、社會發(fā)展和國家安全具有至關(guān)重要的戰(zhàn)略地位和不可替代的核心關(guān)鍵作用,其重要性在迅速提高,產(chǎn)業(yè)規(guī)模在逐步擴大。目前,我國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,已經(jīng)形成了以設(shè)計業(yè)、芯片制造業(yè)及封裝測試業(yè)為主的微電子產(chǎn)業(yè)鏈,并相對獨立發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特點。微電子產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展帶動了社會對各層次微電子技術(shù)人才的大量需求。為順應(yīng)微電子產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,為地方經(jīng)濟建設(shè)服務(wù),各地高職院校紛紛開設(shè)了微電子技術(shù)專業(yè),并大力加強微電子技術(shù)專業(yè)的建設(shè)[2-4]。但微電子技術(shù)是一門應(yīng)用性非常強的學(xué)科[5],不僅需要較好的理論基礎(chǔ),更需要有較強的生產(chǎn)工藝實際操作能力,這都需要較好的實驗環(huán)境和實驗條件來支撐。微電子實驗實訓(xùn)設(shè)備要求高,資金投入大,很多高職院校(包括本科院校)沒有足夠資金購買昂貴的實訓(xùn)設(shè)備,學(xué)生只能通過老師解說、觀看錄像等了解相關(guān)工藝過程[6-7],沒有機會親自動手[8],造成我國微電子制造業(yè)人才總量嚴(yán)重不足,且人才質(zhì)量基礎(chǔ)較差、人才層次結(jié)構(gòu)不合理[9]。
基于工作崗位和人才培養(yǎng)目標(biāo)的分析,蘇州市職業(yè)大學(xué)結(jié)合省實訓(xùn)基地和省光伏發(fā)電工程技術(shù)開發(fā)中心的建設(shè),優(yōu)化建設(shè)方案,用非常有限的資金投入,建立微電子技術(shù)專業(yè)實驗室,為培養(yǎng)符合企業(yè)需求的高技能、高素質(zhì)人才進(jìn)行了有益探索。
1微電子技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)分析
目前,中國集成電路產(chǎn)業(yè)已初步形成以長三角、環(huán)渤海,珠三角三大核心區(qū)域聚集發(fā)展的產(chǎn)業(yè)空間格局。以2010年為例[10]:我國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售收入1440.2億元,三大區(qū)域集成電路產(chǎn)業(yè)銷售收入占全國整體產(chǎn)業(yè)規(guī)模的近95%。其中,環(huán)渤海地區(qū)占國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)整體規(guī)模的18.8%,珠三角地區(qū)占全國集成電路產(chǎn)業(yè)的8.4%,涵蓋上海、江蘇和浙江的長江三角洲地區(qū)已初步形成了包括研究開發(fā)、設(shè)計、芯片制造、封裝測試及支撐業(yè)在內(nèi)的較為完整的集成電路產(chǎn)業(yè)鏈,占全國集成電路產(chǎn)業(yè)的67.9%。目前國內(nèi)55%的集成電路制造企業(yè)、80%的封裝測試企業(yè)以及近50%的集成電路設(shè)計企業(yè)集中在長三角地區(qū)。
可見,長三角地區(qū)是中國重要的微電子產(chǎn)業(yè)基地,而蘇州、無錫等蘇南地區(qū)在集成電路制造、封裝測試領(lǐng)域又具有明顯的區(qū)位優(yōu)勢。現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,集成電路后端(版圖)設(shè)計服務(wù)的需求會持續(xù)增加。
高等職業(yè)技術(shù)教育微電子技術(shù)專業(yè)的就業(yè)核心崗位的確定,既要反映出當(dāng)?shù)匚㈦娮赢a(chǎn)業(yè)的市場需要,又要考慮到適合高職學(xué)生能做、并樂于做的崗位。如現(xiàn)場操作為主的“半導(dǎo)體技術(shù)工人”崗位,不適合作為本校微電子專業(yè)的核心崗位,也體現(xiàn)不出與中職學(xué)生在崗位上的競爭力[11]。經(jīng)調(diào)研和分析,確定“集成電路版圖設(shè)計”、“微電子工藝及管理”、“設(shè)備維護(hù)”作為本專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)的核心工作崗位。
微電子專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)為:培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展,能適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)和經(jīng)濟發(fā)展需要,具有良好職業(yè)道德和創(chuàng)新精神,熟悉微電子器件及工藝的基本原理,具備集成電路版圖設(shè)計、晶圓制造及封裝測試中的設(shè)備操作與維護(hù)、工藝管理、產(chǎn)品測試、品質(zhì)管理能力,面向生產(chǎn)服務(wù)一線的高素質(zhì)應(yīng)用型技術(shù)人才。
2微電子技術(shù)專業(yè)實驗室建設(shè)目標(biāo)
高職教育以培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才為主,培養(yǎng)的學(xué)生不僅具有較好的理論基礎(chǔ),更應(yīng)具有較好的基本技能。根據(jù)以上培養(yǎng)目標(biāo),高職微電子技術(shù)專業(yè)重點培養(yǎng)學(xué)生微電子材料工藝及IC領(lǐng)域如下方向的基本技能:
(1)微電子材料器件工藝與檢測。了解微電子材料與器件的常規(guī)工藝制備過程,并了解其主要參數(shù)的表征及測試方法;
(2)IC設(shè)計技術(shù)。了解IC設(shè)計的流程,掌握IC設(shè)計的基本原理和方法,重點熟練掌握IC版圖設(shè)計工具軟件的使用方法;
(3)IC制造與封裝測試技術(shù)。了解IC制造的基本過程和工藝,掌握基本的IC封裝及測試原理和方法,并學(xué)會基本測試儀器的使用方法。
為實現(xiàn)以上目標(biāo),在微電子技術(shù)專業(yè)實驗室的建設(shè)上,至少應(yīng)圍繞如下幾個方向來進(jìn)行:①集成電路設(shè)計,特別是集成電路版圖設(shè)計方向;②微電子材料和集成電路工藝方向;③集成電路封裝及測試方向。目前國內(nèi)各高職院校的微電子技術(shù)專業(yè)根據(jù)自身的實際情況,基本上也是圍繞這幾個發(fā)展分支來建設(shè)專業(yè)實驗室[12]。
微電子實驗設(shè)備非常昂貴,若要建設(shè)完善的微電子技術(shù)專業(yè)實驗室,其建設(shè)資金的投入是非常龐大的,大部分學(xué)校也沒有這樣的建設(shè)能力。為此,在有限的建設(shè)資金上,實驗室建設(shè)采取實用化原則,以國家投入或?qū)W校自籌資金方式建立微電子基礎(chǔ)性實驗室、IC版圖設(shè)計實驗室、微電子材料及器件工藝實驗室,而對于投資較大的IC封裝及測試實驗室,主要采取與企業(yè)共建的方式進(jìn)行建設(shè)。
3微電子技術(shù)專業(yè)實驗室建設(shè)方案
根據(jù)以上微電子技術(shù)專業(yè)實驗室建設(shè)目標(biāo),蘇州市職業(yè)大學(xué)結(jié)合省實訓(xùn)基地和省光伏發(fā)電工程技術(shù)開發(fā)中心的建設(shè),建立了IC版圖設(shè)計實驗室、微電子材料及器件工藝實驗室和IC封裝測試實驗室。
3.1IC版圖設(shè)計實驗室
IC設(shè)計包括IC系統(tǒng)設(shè)計、IC線路設(shè)計、IP核設(shè)計和IC版圖設(shè)計。其中IC版圖設(shè)計工作的任務(wù)量大、所需人員多,是一種高技能、應(yīng)用型技術(shù),是最適合高職微電子技術(shù)專業(yè)學(xué)生就業(yè)的工作崗位。
IC版圖設(shè)計實驗室的建設(shè),以服務(wù)器和計算機終端組成,再配置IC設(shè)計軟件。其中,終端一般要配置40套以上,以便課堂上每位學(xué)生均能單獨練習(xí)。
IC版圖設(shè)計實驗室的建設(shè)投入大,特別是IC設(shè)計軟件價格昂貴,可爭取大學(xué)計劃、實驗室共建等多種方式,獲得EDA軟件商的支持。蘇州市職業(yè)大學(xué)與SprigSoftInc.合作,引進(jìn)其先進(jìn)的IC版圖設(shè)計軟件平臺Laker,并與IC設(shè)計公共服務(wù)平臺提供商蘇州中科集成電路設(shè)計公司進(jìn)行深度合作,發(fā)揮各自優(yōu)勢,共同進(jìn)行IC版圖設(shè)計高技能人才的培養(yǎng)與培訓(xùn)。
3.2微電子材料及器件工藝實驗室
微電子材料、器件涉及的工藝廣泛,實驗設(shè)備價格昂貴,只能用有限的資金投入,解決一些微電子最常用的工藝實驗設(shè)備。為讓學(xué)生對微電子工藝有感性認(rèn)識和實踐機會,經(jīng)調(diào)研,認(rèn)為凈化、擴散退火、薄膜工藝、光刻工藝、霍爾效應(yīng)測試等是微電子行業(yè)應(yīng)用較多的公共技術(shù)。微電子材料器件工藝與檢測實驗室,建設(shè)為千級的凈化實驗室,以擴散退火爐、真空鍍膜設(shè)備為基礎(chǔ),并配以相關(guān)的光刻機、光學(xué)顯微鏡、霍爾效應(yīng)測試儀等,從而滿足從微電子材料的制備工藝到微電子材料與器件的性能測試等實驗需求。
該實驗室也結(jié)合了省光伏發(fā)電工程技術(shù)開發(fā)中心的建設(shè),兼以實現(xiàn)太陽能光伏電池的制備實驗,為微電子技術(shù)專業(yè)的“半導(dǎo)體器件物理”、“集成電路工藝”、“太陽能光伏電池”等課程提供實驗支撐。
3.3IC封裝測試實驗室
近幾年來,國內(nèi)IC產(chǎn)業(yè)有較大的發(fā)展,尤其是IC制造及IC封裝測試業(yè)發(fā)展很快,在我國集成電路產(chǎn)業(yè)鏈中有著舉足輕重的地位,占據(jù)了我國微電子產(chǎn)業(yè)的半壁江山[13]。IC封裝及測試行業(yè)也是微電子技術(shù)專業(yè)學(xué)生重要的就業(yè)崗位。
建設(shè)IC封裝測試實驗室是培養(yǎng)高素質(zhì)IC應(yīng)用型人才的必要要求。
IC封裝及測試實驗設(shè)備價格非常昂貴,高校往往沒有能力獨立承建。可采用與企業(yè)共建的方式進(jìn)行建設(shè)。本實驗室與華潤矽科微電子有限公司合作共建,建有集成電路自動測試系統(tǒng)、引線鍵合、電子顯微鏡、晶體管特性測試及電子測試設(shè)備等。
該實驗室的建成,為微電子技術(shù)專業(yè)的“半導(dǎo)體器件物理”、“微電子封裝技術(shù)”、“集成電路工藝”、“集成電路測試”等課程提供實驗支撐。
集成電路封裝的結(jié)構(gòu)型式
集成電路芯片的封裝技術(shù)已歷經(jīng)了好幾代的變遷,技術(shù)指標(biāo)一代比一代先進(jìn),如芯片面積與封裝面積越來越接近,適用頻率越來越高,耐溫性能越來越好,引腳數(shù)增多,引腳節(jié)距減小,可靠性提高,更加方便等等。芯片封裝形式很多,但就其與PCB的安裝方式來看主要有以下兩類封裝:通孔式封裝和表面貼裝式封裝。
通孔式封裝,是Ic的引腳通過穿孔電路板,在板的背后焊接。主要包括雙列直插式封裝(DIP)和針柵陣列封裝(PGA)。較受歡迎的表面貼裝式封裝,是將芯片載體(封裝)直接焊接在PCB上的封裝。包括:小外形封裝SOP:四方扁平封裝QFP;塑料引線芯片載體封裝PLCC:無引線陶瓷芯片載體封裝LCC:球柵陣列封裝BGA、芯片級封裝CSP等。
老化測試插座的結(jié)構(gòu)
無論是通孔式封裝還是表面貼裝式封裝,生產(chǎn)制造過程中的老化測試都是一個重要環(huán)節(jié),所以老化測試插座是隨著集成電路的發(fā)展而發(fā)展的。老化測試插座的結(jié)構(gòu)是根據(jù)集成電路封裝結(jié)構(gòu)的不同而設(shè)計的。其命名與集成電路封裝形式一致。因此,為了順應(yīng)集成電路的飛速發(fā)展,一般而言,有什么樣的封裝形式就有什么樣的老化測試插座。并且由于集成電路封裝節(jié)距小、密度大,所以給老化測試插座的設(shè)計與制造帶來了很大的難度。下面對老化測試插座的結(jié)構(gòu)作簡單介紹。
通孔式封裝老化測試插座
單、雙列直插式封裝老化測試插座
單、雙列直插式封裝的I/O接腳是從封裝的對邊伸延出來的,然后彎曲(見圖1)。雙列直插式封裝有塑料PDIP和陶瓷CDIP兩種,中心距為2.54mm或1.778mm,一般是8~64接腳,而塑料封裝DIP的接腳數(shù)目通常可以多至68。因為壓模和引線框的關(guān)系,令制造尺寸更大的DIP有困難,導(dǎo)致接腳數(shù)目局限在68以內(nèi)。由于DIP接腳數(shù)目比較少,最多為68,所以DIP老化測試插座一般采用低插拔力片簧式結(jié)構(gòu)(見圖2),此結(jié)構(gòu)由接觸件和絕緣安裝板組成。接觸件采用片簧式結(jié)構(gòu)使封裝引線,與片簧式接觸件雙面接觸、耐磨損,并易于插拔。
雖然國內(nèi)外大多數(shù)Ic生產(chǎn)廠家在對DIP進(jìn)行老化測試時采用上述的片簧式結(jié)構(gòu),也有少數(shù)的Ic生產(chǎn)廠家采用手柄式老化測試插座,這種插座是零插拔力結(jié)構(gòu),設(shè)計制造難度比較大,價格也比較高,所以也有少數(shù)Ic生產(chǎn)廠家使用圓孔式結(jié)構(gòu)(見圖3),即裝機用DIP插座,因裝機用DIP插座插拔力小,接觸可靠,并且價格很便宜。
針柵陣列封裝(PGA)封裝老化測試插座
PGA是通孔封裝中的一種流行封裝,它是一個多層的芯片載體封裝,外形通常是正方形的,這類封裝底部焊有接腳,通常用在接腳數(shù)目超過68的超大規(guī)模IC(VLSI)上。當(dāng)需要高接腳數(shù)目或低熱阻時,PGA是DIP的最佳取代封裝方式。PGA封裝的外形見圖4。
PPGA為塑料針柵陣列封裝,CPGA為陶瓷針柵陣列封裝其節(jié)距為2.54mm。而FPGA為窄節(jié)距PGA,目前接腳節(jié)距為0.80mm、0.65mm的FPGA為主流。目前國內(nèi)常用的PGA封裝接腳數(shù)目從100(10×10)到441(21×21)或更多。
對于接腳數(shù)目少于100線的PGA封裝進(jìn)行老化測試時,國內(nèi)有一小部分生產(chǎn)廠家采用性價比較好、插拔力較小的圓孔插入式插座(見圖5)。而對于超過接腳數(shù)目100的,則要使用零插拔力老化測試插座。
PGA零插拔力老化測試插座的結(jié)構(gòu)形式(見圖6)。使用時把這種插座的手柄輕輕抬起,PGA就可以很容易、輕松地插入插座中,然后將手柄水平放置到原處,利用插座本身的特殊結(jié)構(gòu)生成的擠壓力,將PGA的接腳與插座牢牢地接觸,絕對不存在接觸不良的問題,而拆卸PGA芯片只需將插座的手柄輕輕抬起、則壓力解除,PGA芯片既可輕松取出。由于PGA零插拔力插座使用方便,接觸可靠,也常用于裝機。例如,計算機主機中的CPU就使用的是PGA零插拔力插座。
表面貼裝式封裝老化測試插座
表面貼裝式封裝形式
QFP四方扁平封裝適用于高頻和多接腳器件,四邊都有細(xì)小的
“L”字引線(見圖7)。小外形封裝(SOP)的引線與QFP方式基本相同。唯一區(qū)別是QPP一般為正方形、四邊都有引線,而SOP則是兩對邊有引線,見圖8。
QFP在電路板的占位比DIP節(jié)省一倍。外形可以是正方形或長方形,引線節(jié)距為1,27mm、lmm、0.8mm、0.65mm和0.5mm,引線數(shù)目由20-240。而SOP的引線節(jié)距最大為1.27 mm,最小為0.5mm,比DIP要小很多。到了20世紀(jì)80年代,出現(xiàn)的內(nèi)存第二代封裝技術(shù)以TSOP為代表,它很快為業(yè)界所普遍采用,到目前為止還保持著內(nèi)存封裝的主流地位。
LCC系列封裝是無引線封裝,其引線是采用特殊的工藝手段附著在陶瓷底板上的鍍金片,節(jié)距為1.27 mm,常見芯數(shù)為18、20、24、28、68等。封裝形式見圖9。
塑料有引線芯片載體(PLCC/JLCC)是TI于1980年代初期開發(fā)的,是代替無引線芯片載體的一個低成本封裝方式。PLCC是T形彎曲
(T―bend)的,那是說這封裝的接腳向內(nèi)彎曲成“I”的形狀,所以有些廠家也NqJLCC或QYJ.(見圖10)。PLCC的優(yōu)點是占的安裝位置更小,而且接腳受封裝保護(hù)。PLCC通常是,正方形或長方形,四邊都有接腳,節(jié)距為1.27 mm或0.65mm。引線數(shù)常見的有18、20、22、28、32、44、52、68、84。
J形引線小外形封裝(sOJ)的對邊伸延出來的,然后彎曲成“T”形(見圖11),引線形狀與PLCC相同,不過PLCC的引線分布在四邊,其引線節(jié)距為1.27mm,常用芯數(shù)為16、20、24、26、28、32、34、40、44(節(jié)距為0.80)。
為滿足發(fā)展的需要,在原有封裝方式的基礎(chǔ)上,又增添了新的方式一一球柵陣列封裝(BGA)、盤柵陣列封裝(LGA),芯片尺寸封裝(CSP)、多芯片組件(MCM)等等,其外形見圖12,由圖可以看出,這幾種封裝形式充分利用整個底部來與電路板互連,用的不是接腳,而是焊錫球,因此除了封裝方便容易外,還縮短了與PCB板之間的互連距離。
航空微電子及關(guān)鍵技術(shù)
以集成電路為核心的微電子技術(shù),在軍事通信、軍事指揮、軍事偵察、電子干擾和反干擾、無人機、軍用飛機、導(dǎo)彈,雷達(dá)、自動化武器系統(tǒng)等方面得到廣泛應(yīng)用,覆蓋了軍事信息領(lǐng)域的方方面面。因此,現(xiàn)代信息化戰(zhàn)爭又被稱為“芯片之戰(zhàn)”。出于國防裝備的需要,世界軍事強國不僅重視通用微電子技術(shù)發(fā)展,也十分重視專用微電子技術(shù)的發(fā)展。這是因為專用微電子產(chǎn)品不僅在國防裝備中應(yīng)用廣泛,而且對國防裝備的作戰(zhàn)效能起著關(guān)鍵作用。美國提出,在其防務(wù)的技術(shù)優(yōu)勢中,集成電路是最重要的因素。20世紀(jì)80年代美國就將集成電路列為戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。決定航空電子系統(tǒng)成本和技術(shù)的關(guān)鍵和核心,是以航空關(guān)鍵集成電路和元器件為核心的航空微電子技術(shù)和產(chǎn)品。
當(dāng)前微電子科學(xué)技術(shù)一個重要的發(fā)展方向,就是由集成電路(IC)向集成系統(tǒng)(IS)轉(zhuǎn)變,并由此產(chǎn)生了微系統(tǒng)。微系統(tǒng)有兩重含義:一是將電子信息系統(tǒng)集成到硅芯片上,即信息系統(tǒng)的芯片集成——片上系統(tǒng)或System on-a-Chip(SoC)。另一含義就是微電子機械系統(tǒng)(MEMS)和微光機電系統(tǒng)。
SoC將一個基于PCB上實現(xiàn)的系統(tǒng)功能盡可能的轉(zhuǎn)化為基于功能、性能高度集成的基于硅的系統(tǒng)級芯片實現(xiàn)。因此,SoC盡可能多的集成系統(tǒng)的功能,可以減小系統(tǒng)體積重量,提高系統(tǒng)的性能,提高系統(tǒng)的可靠性,并能降低系統(tǒng)的制造成本。
MCM(Multi-Chip Module)是利用先進(jìn)的微組裝技術(shù)將多個(2個或以上)集成電路管芯及其他微型元器件組裝在單一封裝外殼內(nèi),形成具有一定部件或系統(tǒng)功能的高密度微電子組件。基于MCM基礎(chǔ)上發(fā)展起來的系統(tǒng)級封裝SIP(System in Package),是將整個應(yīng)用系統(tǒng)中所有的電路管芯和其他微型元器件組裝在單一封裝外殼內(nèi)的技術(shù)。MCM/SIP技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用將是突破傳統(tǒng)封裝固有瓶頸的一種有效途徑,實現(xiàn)信息技術(shù)的發(fā)展對集成電路的封裝密度、處理速度、體積、重量及可靠性等方面提出新的應(yīng)用要求。
上世紀(jì)90年代,美國NASA為實現(xiàn)太空飛船小型和微型化提出先進(jìn)飛行計算機計劃(AFC),將MCM 作為在微電子領(lǐng)域保持領(lǐng)先地位的重要技術(shù)加以發(fā)展,并確定其為2010年前重點發(fā)展的十大軍民兩用高新技術(shù)之一。 日本一直以來都是MCM 技術(shù)的推崇者,他們建立的MCM技術(shù)協(xié)會進(jìn)一步促進(jìn)多芯片組件的發(fā)展與應(yīng)用。
雖然SoC可以集成多種功能IP,但多工藝混合的IP難以采用SoC在單一硅片上實現(xiàn), 因此雖然SoC發(fā)展迅速,但并不能取代MCM/SIP技術(shù),一定程度上來講,MCM/SIP技術(shù)是對SoC實現(xiàn)小型化的重要補充。因此,SoC/MCM(SIP)技術(shù)固有的技術(shù)優(yōu)點,是航空電子系統(tǒng)低功耗、高性能、高可靠、超小型化的發(fā)展的永恒追求,也是航空電子系統(tǒng)發(fā)展迫切需要的核心技術(shù)之一。
航空微電子產(chǎn)業(yè)的國內(nèi)外現(xiàn)狀
航空電子系統(tǒng)所用關(guān)鍵集成電路與元器件的基本上可以分為四大類別:通用高端芯片、航空專用集成電路、機載任務(wù)子系統(tǒng)專用處理芯片、航空核心元器件。
1、通用高端芯片,主要是指處理類、存儲類、電源類、A/D、D/A、OP等類別的集成電路。高端通用芯片決定航空電子系統(tǒng)的整體性能,是航空系統(tǒng)中不可缺少的一類重要器件。由于武器裝備發(fā)展的需求超前于我國集成電路的研制和國產(chǎn)化,各項主戰(zhàn)裝備進(jìn)入設(shè)計定型時,國內(nèi)出現(xiàn)無“芯”可用的狀況,導(dǎo)致定型裝備的高端通用芯片基本依賴于進(jìn)口,在重點型號中幾款用量大的CPU芯片大都要依靠進(jìn)口,只有少數(shù)是國產(chǎn)化的CPU芯片,而且性能都比較低。
2、航空專用集成電路,主要包是指總線網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,以及使用MCM、SIP設(shè)計的模塊。航空專用集成電路一般分為兩種:第一種是滿足航空標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議和規(guī)范的專用電路,如支持ARINC429協(xié)議、1553B協(xié)議、光纖通道FC-AE協(xié)議等的電路,它決定了航空電子系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。這類芯片主要是總線協(xié)議處理類芯片,是航空電子系統(tǒng)的“中樞神經(jīng)”,遍布飛機的各個部件和角落。第二種是滿足飛機應(yīng)用環(huán)境要求的專用集成電路。這類芯片是面向航空電子系統(tǒng)的應(yīng)用需求特點開發(fā)的芯片。歐美新一代飛機研制中,廣泛使用了SoC/MCM(SIP)技術(shù)手段,實現(xiàn)低功耗、高性能、高可靠性、超小型化的最終目標(biāo)。為了達(dá)到F-22等新一代飛機綜合核心處理機(ICP)對“性能/體積”方面的要求,美國“寶石臺”計劃中定義了多達(dá)12種MCM。
3、機載任務(wù)子系統(tǒng)專用處理電路,主要包括彈載計算機小型化核心芯片、頭顯定位處理系統(tǒng)芯片、頭/平顯畸變校正芯片、機載專用遠(yuǎn)程激光測距芯片以及機載防撞系統(tǒng)綜合信號處理芯片等。機載任務(wù)子系統(tǒng)專用處理電路是決定航電任務(wù)子系統(tǒng)或設(shè)備某些特定性能的專用集成電路,如彈載計算機、頭顯定位處理系統(tǒng)芯片、頭/平顯畸變校正芯片、機載專用遠(yuǎn)程激光測距芯片和機載防撞系統(tǒng)綜合信號處理芯片。目前國內(nèi)該類任務(wù)子系統(tǒng)多采用專用電路板卡實現(xiàn),缺點主要在于體積大、功耗高、集成度低、數(shù)據(jù)處理時間長等。